Globální záření

Pod globálním zářením je definován součet na zemském povrchu na vodorovném přijímajícím povrchu dopadající sluneční záření . Skládá se z

Je třeba rozlišovat klimatologicky důležité čisté záření, které označuje absorbované sluneční záření, od globálního záření . H. minus odrazená část, albedo , viz rozpočet Země na záření . Globální záření je sluneční záření na zemském povrchu.

Měření a typické hodnoty

Průměrné roční globální záření vyjádřené různými barvami v částech Evropy, Asie a severní Afriky

K měření okamžité hodnoty globálního záření slouží pyranometr . Tato okamžitá hodnota má jednotku ozáření , watty na metr čtvereční (W / m²). Sčítáním vyzařované energie za určitá časová období, například hodiny, dny nebo roky, vznikne energetický vstup (měřený v kWh / m²), který souvisí s celkovou dobou. Denní vstupy jsou uváděny v kWh / (m² ·  d ), roční vstupy v kWh / (m² · a) (obvykle se mluví: kilowatthodiny na metr čtvereční a rok). V klimatologii je roční vstup také popsán průměrnou ozařovací silou za celý rok (den a noc, tj. 8 760 hodin v běžných letech ). Například roční vstup 1 200 kWh / (m² · a) odpovídá ozařovacímu výkonu 137 W / m² průměrně za celý rok.

Okamžité hodnoty globálního záření podléhají silným výkyvům v důsledku povětrnostních podmínek v důsledku oblačnosti a atmosférické oblačnosti . Kvůli proměnlivému úhlu dopadu složky přímého záření je globální záření silnější v poledne než ráno a večer a silnější v létě než v zimě.

Kvůli strmějšímu úhlu dopadu jsou roční vstupy vyšší, čím blíže se dostanete k rovníku (viz ekliptika ). Tuto hodnotu systematicky ovlivňuje také výška nad mořem , tj. Tloušťka zemské atmosféry ( vzduchové hmoty ), kterou musí slunce proniknout.

Okamžitá hodnota globálního záření ve střední Evropě dosahuje v letním poledni s bezoblačnou oblohou kolem 900 W / m². Se světelnou oblačností (ale prakticky nerušeným přímým zářením) může krátce vystoupit nad 1 000 W / m² kvůli difúznímu záření poskytovanému bílými oblaky. V oblačném a zataženém počasí se skládá pouze ze složky rozptýleného záření a klesá k hodnotám kolem nebo dokonce pod 100 W / m².

Roční souhrn globálního záření v Německu se pohybuje mezi 900 a 1 200  kWh na m² a rok na vodorovném povrchu, což odpovídá průměrně přibližně 100 až 135 W / m². Ve Španělsku je globální záření asi 2 000 kWh / (m² · a) (230 W / m²), na Sahaře 2 500 kWh / (m² · a) (285 W / m²).

Globální záření na šikmých površích

Zatímco v meteorologii se obvykle bere v úvahu globální záření na vodorovném povrchu přijímače, je třeba určit záření na šikmém povrchu pro řadu energetických průzkumů (příklady: optimální vyrovnání solárních kolektorů , vytápění fasád domu nebo vstup energie okny ). Záření na šikmých površích obsahuje sluneční záření odražené od země jako další složku , která může významně přispět v případě vysoce reflexních povrchů země (např. Sněhová pokrývka v zimě). Na druhé straně je pouze část zorného pole šikmých ploch vyplněna oblohou, takže příspěvek rozptýleného záření na šikmých plochách je menší než na vodorovných plochách. Změna podílu přímého záření závisí na změně úhlu dopadu , která vyplývá z polohy slunce a úhlu sklonu povrchu.

Stanovení typických úrovní ozáření v závislosti na orientaci a sklonu povrchu přijímače lze provést měřením na šikmém povrchu, převodem stávajících naměřených hodnot na vodorovný povrch nebo odhadem pomocí vhodných modelů slunečního záření.

literatura

  • Pokyn VDI 3789 list 2: Meteorologie prostředí - interakce mezi atmosférou a povrchy - výpočet krátkovlnného a dlouhovlnného záření , Beuth-Verlag, Berlín 1994 (radiační modely , včetně pro odhad globálního záření pro dané místo; stručný popis )
  • W. Palz, J. Greif: Evropský atlas slunečního záření: sluneční záření na vodorovných a nakloněných plochách . Springer-Verlag, Berlin 1996, ISBN 978-3-540-61179-0

webové odkazy

Individuální důkazy

  1. ↑ Globální radiační model směrnice VDI 3789 list 2 poskytuje pro 21. června v poledne globální hodnotu záření 940 W / m² při 46 ° N a 870 W / m² při 54 ° N (hladina moře, faktor krytí 3).